1 El Mex-LunarHab también trata con otros aspectos de programas lunares que irán en incremento, con consideraciones geopolíticas y económicas, tales como el programa de la Lunar Economic Development Authority’s (leda)2




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PROYECTO

HABITAT LUNAR ANALOGO DE MEXICO
MEX-LUNARHAB (MLH)

Jesús Raygoza B.

Introducción
El proyecto Hábitat Lunar Análogo de México, mejor conocido como Mex-LunarHab (MLH), fue concebido para apoyar el establecimiento de una Base Lunar, el primer sitio permanente en la Luna, aproximadamente en la longitud 0o y latitud 85o S, donde podría estar la "Base Newton" en la montaña Malapert en la región del Polo Sur lunar tal como lo propusieron los autores de uno de los mejores libros publicados hasta el día de hoy sobre desarrollo industrial en la Luna: The Moon: Resources, Future Development, and Colonization.1 El Mex-LunarHab también trata con otros aspectos de programas lunares que irán en incremento, con consideraciones geopolíticas y económicas, tales como el programa de la Lunar Economic Development Authority’s (LEDA)2 y el Imperativo Extraterrestre de Krafft Ehricke.3
Se planea instalar al Proyecto Hábitat Lunar Análogo de México cerca de Cancún, Estado de Quintana Roo. David A. Dunlop, Miembro de la Mesa del Concejo Cientifico y Técnico de la Sociedad Espacial Mexicana (SEM), es el Administrador Comercial del Proyecto MLH.A Muchas de las especificaciones técnicas sobre el diseño que se realizarán tanto del Hábitat Análogo como del modelo MLH real dadas en esta presentación solamente son aproximaciones estimadas; algunos aspectos y detalles no se especifican debido a la secrecía que se debe mantener respecto a un avance técnico o científico relacionado en la actualidad exclusivamente con este proyecto en cualesquiera de sus aspectos o en su totalidad. Para continuar su diseño final, pedimos colaboración. Debo hacer énfasis que 1) mi intención es que surjan varias preguntas muy serias para cada quien que se interese en hábitats espaciales, y 2) que cada uno de los que estemos involucrados dentro de este proyecto, tiene que trabajar—este no es el trabajo del show de un solo hombre (sino que debe ser sin protagonismos).
Para diseñar, construir, desarrollar y desplegar tanto el proyecto Hábitat Lunar Análogo de México y el hábitat real Mex-LunarHab, esta presentación trata también con método, método científico y método de organización. También, a fin de empezar a desarrollar este proyecto, uno de nuestros primeros pasos principales ahora es identificar a nuestros clientes comerciales, así como también ejecutar el manejo y recaudación de fondos del proyecto.
Sabemos que no hay un solo lugar en la Tierra que sea completamente igual a como es la Luna, no obstante a fin de lograr nuestras metas debemos dar algunos pasos en esta dirección. 4 El proyecto Hábitat Lunar Análogo de México es parte de un grupo de otros proyectos relacionados al espacio exterior en México. Nuestra propuesta e intención para hacer operativa la estación lunar análoga es para generar interés en actividades espaciales mexicanas dentro de México, en tanto que genere beneficios económicos, educacionales, y al ambiente natural en la región de Cancún, en el Estado de Quintana Roo; y experimentos correlacionados en la región de Cd. Juárez, en el Estado de Chihuahua, y en todo México—en apoyo al mejoramiento de la norma de vida de la gente. Lograr hacer estos puntos tanto a corto como a largo plazo. También, la propuesta de esta Estación Análoga MLH intenta: 1) Desarrollar programas conjuntos para el apoyo del tan necesario regreso a la Luna bajo estimulada exploración científica. 2) Investigaciones científicas y tecnológicas reales en diferentes áreas. 3) Aprovechando la exploración robótica lunar, así como la exploración humana. 4) Apoyar la futura presencia humana en Marte, y 5) A corto plazo, animar el establecimiento tan necesario de una agencia espacial nacional en México; asimismo, la formación de una agencia espacial iberoamericana; a largo plazo, también una agencia espacial internacional.5

TODAVIA TENEMOS QUE APRENDER COMO

REFINAR HABITATS ESPACIALES
La Necesidad de Hacer Diseños Bajo el Método Científico Correcto
Todavía no sabemos cómo construir de manera apropiada un hábitat lunar ni aún para media docena de personas. La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) ha estado conduciendo estudios de sistemas para la definición de hábitats que alberguen muchas personas, y hay literatura de estudios para bases lunares más pequeñas. Por cierto, si el programa espacial de E.U. hubiera continuado al paso de mediados de la década de 1960 (el paso de John F. Kennedy), por ahora podríamos muy bien haber estado en el camino de construir de manera apropiada tales hábitats.
Ahora, antes que nos adentremos en detalles sobre como diseñar y construir hábitats espaciales, quiero utilizar la ingeniería aeronáutica como un buen ejemplo de lo que vamos a discutir a través de esta presentación. Ha habido estudios para grandes aviones así como para los más veloces. La historia aclara este punto, así como los estudios que se hicieron para el Aardvark F-111 o para el Galaxy C-5 y los que sin duda mostraron que podrían llegar a ser aviones maravillosos. Aún con todo ello, los eventos que ocurrieron probaron lo contrario. ¿Qué había sucedido? Que aún cuando el diseño original de ingeniería ciertamente fuera el correcto, estaba errada la metodología para llevar a cabo el diseño final. En el caso del F-111, solo el F-111F realmente cumplió con el programa Caza Táctico Experimental (TFX) original. Esto no fue tanto la culpa de General Dynamics sino que lo fue de los civiles en el Pentágono que lo planearon cuyas tendencias del "coste eficiente" irónicamente provocaron el mayor fiasco aeronáutico de la década de 1960, y uno muy costoso.5, 6
El bombardero Lancer B-1B, de ala de barrido variable como el F-111, por mas de dos décadas nunca ha estado listo en operaciones a pesar de recibir financiamiento adicional y de atrevidos intentos por utilizarlo. Este bombardero ineficiente pero moderno está siendo relegado lentamente al "deshuesadero". Se le puede utilizar solamente donde otro avión compense su falta de disponibilidad. Otro avión de ala de barrido variable que fue un intento desafortunado de hacer un caza es el del Jaguar F-10 de la Grumman. Todos los cazas rusos de ala de barrido variable, como el Sukhoi Su-9, Su-20 y el MiG-23, son mediocres. En su desempeño, el bombardero ruso de ala variable Blackjack Tu-160 de la Tupolev realmente es peor que el B-1B. A estos modelos de aviones no se les consideró usualmente bajo el enfoque del coste de "más maniobrable, de mayor alcance, y más veloz" (tal vez más veloz, pero con la falta de los otros dos), ni se les consideró bajo la efectividad en misiones de "más maniobrable, de mayor alcance, y más veloz", lo que realmente hace sentido. Solamente el Tomcat F-14 de la Grumman reunió en apariencia algo de los éxitos para ser operativo. Tomó aproximadamente dos décadas para encontrar un buen uso para el F-111.
Con respecto a lo anterior, Bill Gunston presenta un estudio consciso e interesante del desarrollo del avión F-111; su explicación es que "Si el TAC (Comando Aéreo Táctico) no hubiera insistido sobre un bajo nivel del número Mach de 1.2, y en vez de eso hubiera escogido M 0.95 (lo cual de ninguna manera hubiera dañado la habilidad del avión para su penetración), se habrían ahorrado millones de dólares y se hubieran reunido los requerimientos con tranquilidad.7
Para el Orbitador (avión) del Trasbordador Espacial, una consideración importante de diseño fue la de utilizar ya fuera el ala recta (ala en T) o la configuración de ala delta. La Fuerza Aérea quiso un diseño de ala delta por razones de reconocimiento estratégico. Las alas en forma de delta dan un gran alcance transversal (la habilidad para hacer vueltas largas hacia la derecha o hacia la izquierda, o cuando se entra a la atmósfera durante el aterrizaje). El problema obvio es que las alas deltas son mucho más pesadas y más difíciles de darles mantenimiento; pero ofrecen otros beneficios tales como un tren de aterrizaje mas estable, y mas estabilidad entre las transiciones de velocidades supersónicas a subsónicas.
Uno de los mayores problemas que han estado encarando los diseñadores aeroespaciales es que después que Kennedy se fue, se redujeron los fondos bajo la administración del Presidente Richard M. Nixon, y entonces la NASA en vez de tratar de ganar apoyo por medio de un enfoque científico y tecnológico, lo hizo por medio de un enfoque de "coste efectivo". Tal como plenamente se ha demostrado, esta estrategia fue un error cometido por "los burócratas del gobierno que jugaron el juego político y vendieron al Trasbordador como un programa barato, y en el proceso sembraron la semilla del desastre".8 A pesar de todo, el Trasbordador Espacial es uno de los desafíos más grandes en manejo de ingeniería que se hayan encarado jamás—aún con los cortes al presupuesto, es sorprendente que finalmente se haya hecho después de todo. No obstante, bajo los requerimientos del "coste efectivo" la metodología de lanzamiento llegó a ser equivocada y se sacrificó la seguridad humana.

Para Tener Hábitat Espaciales Disponibles para Nosotros:

¿Qué Tenemos desde Ahora?
Tal como lo he expresado en mis presentaciones anteriores, como en "Designing the Mex-LunarHab (MLH)"9, construir hábitats autosostenibles en la Luna es todavía, a un grado muy elevado, una empresa mucho más nueva y más incierta que la de diseñar un avión nuevo. Esto no significa que para hacer hábitat tengamos que aprender mucho por el "método de tanteo". En vez de ello, para construirlos tenemos ciertamente que aprender como aplicar tanto los verdaderos métodos científicos como los de ingeniería, y permanecer alejados del enfoque del "coste efectivo"—que tanto ha fallado en el pasado.
Un estudio no es propiamente un hábitat. Pero podemos hacer un estudio apropiado de un hábitat aplicando el método científico correcto. Después de las misiones lunares Apolo, se consideró establecer pequeños puestos avanzados lunares al estilo del Proyecto Horizonte de 1959, los que capacitarían gradualmente a incrementar el tiempo de permanencia en la Luna y la cantidad de personas. Los puestos avanzados pequeños son algo riesgosos tal como nos muestra la historia en la Tierra.
El diseño del Mex-LunarHab exhibirá algunas innovaciones técnicas. Una de esas innovaciones es que podría permanecer descubierto en la superficie lunar (es una innovación que debe permanecer ahora sin publicarse). Definir el hardware es fácil de hacer y el ingeniero dentro de nosotros quiere sentarse y construir el hardware inmediatamente. Pero, estoy interesado en enfocar tal talento y entusiasmo hacia una sucesión de pasos más pequeños que finalmente hagan realidad la instalación de puestos de avanzada de la humanidad en la Luna, como los propuestos para la Montaña Malapert.10
Por medio de nuestro proyecto lunar análogo Mex-LunarHab, México podrá desarrollar un experimento de Utilización de Recursos In Situ (ISRU), lo que significa hacer un proyecto "vivir al día", tal como un horno solar, un telescopio de luz UV, o cualesquiera otro aparato útil que será un componente para la primera base lunar. La ISRU es una estrategia para reducir la masa inicial que se tiene que lanzar desde la Tierra, y tener, por ejemplo, una producción in situ de combustible (Producción de Combustible In Situ – ISPP) o gas respirable, agua, y otros bienes que se necesiten para una tripulación humana. Esto es lo que significa tener un sistema de potencia para la producción de energía solar, o Helio-3.
Asimismo, también deseo utilizar una aplicación eficiente del método correcto de organización para la utilización de recursos lunares—todos los que puedan levantar una economía lunar fuerte. Para comprender lo último, recomiendo revisar las siguientes lecturas: "Mining and Processing Sistema" (B. Blair, J. Díaz, M. Duke, et al, "Space Resource Economic Analysis’s Toolkit: The Case for Commercial Lunar Ice Mining”, pp. 21-22) y SRD Appendix 2, Case 1, Architecture 2, "Development and Cost Model" (ibid., pp. 50-56).11 Por el otro lado tenemos el libro del Dr. Peter Eckart, The Lunar Base Handbook, que es una de las publicaciones más completas que cubre ingeniería, desarrollo, transportación, costos, economía, y otros aspectos.12 Todos estos casos están fuera del alcance de esta presentación.
El Dr. Robert M. Zubrin y The Mars Society actualmente trabajan en el diseño y desarrollo de hábitats para llegar finalmente a vivir y trabajar en el Planeta Rojo13. Cualquier experiencia que se obtenga de esta clase de investigaciones y desarrollos será de mucha utilidad para nuestro camino a las estrellas.
Una explicación típica sobre como tratar con la construcción y desarrollo de hábitat lunares se encuentra en Workshop on Analog Sites and Facilities for the Human Exploración of the Moon and Mars conducido por el Dr. Michael B. Duke.14 Por ejemplo, Pascal Lee del Mars Institute, SETI Institute, y del NASA Ames Research Center ha escrito que "como no hay lugar en la Tierra que sea completamente como Marte, es importante notar que no hay tal cosa como un análogo perfecto de Marte"15, tal como que no hay del todo tal cosa como un análogo lunar perfecto en la Tierra. Con respecto a un hábitat espacial, Lee también ha descrito algunos ejemplos de lecciones para el estudio de una tripulación, y sus "resultados y otras cosas quedarán más adelante firmes y refinadas a través de investigación continua en programas análogos tales como el NASAHMP" ("The NASA Haughton-Mars Project", pp. 44-47).
Kurt Micheels, que estuvo involucrado en el diseño del NASAHMP, en su "Lecciones Aprendidas: Diseño, Fabricación y Desarrollo del Primer Hábitat Análogo de Marte"16 nos muestra una lista de lecciones para construir, desplegar, administrar, y otras materias, incluyendo lecciones logísticas—es un documento muy interesante que debería se tomado en cuenta muy seriamente.
EL DISENO DE LOS MODULOS: CONFIGURACION
El Hábitat Real: Tanque como Hábitat/Tanque de Combustible:

La Base para Diseñar el Simulador Terrestre

Cuando me senté por primera vez a dibujar unos esbozos, muchas ideas me vinieron a la mente. Quizás fue como dijo una vez el Dr. Wernher von Braun: "Hago investigación básica cuando no sé lo que hago". Unas de las primeras ideas que tuve para tratar con esto fueron: 1) Encontrar la mejor manera práctica de poner al hábitat/nave-espacial Mex-LunarHab sano y salvo en la Luna17; 2) la optimización de espacios en cualesquiera de los compartimentos. Esto sólo fue el comienzo. Las primeras imágenes me condujeron a pensar de manera conclusiva en dibujar cilindros y esferas. Es más sencillo de fabricar un cilindro que una esfera. Y probablemente es mucho más fácil instalar una esfera. Un breve ejemplo pueda servir para demostrar las respectivas obras de utilidad.
A fin de que el hábitat MLH real quepa en un cohete actual para llegar a la Luna hoy, un cohete como el Titan V/Centaur como se expone en esta presentación, debe ser un cilindro de 4 m de diámetro y 9 m de largo. A fin de obtener el espacio de piso útil y el volumen del cilindro, computamos el área de la sección transversal del cilindro:

A = r2

A = 3.141  22

A = 3.141  4

A = 12.5 m2

Para obtener el volumen cúbico multiplicamos este Area por la longitud del cilindro:

V = A  L

V = 12.5 m2  9 m

V = 112 m3
A. Un Tanque de Combustible es una Estructura Rígida

Escogimos la opción vertical, la instalación del "silo" vertical, porque esta configuración es consistente y no ofrece desperdicio de subespacios. El acceso a cualquiera de los niveles debe quedar lejos del centro, fuera del camino (el único acceso que queda en el centro es la compuerta que es la entrada al hábitat en la parte superior). Cualquier accesorio fijo que sea alto se puede colocar donde sea en cualquier cuarto. Para aislar cuartos contra la violación de presión, es más fácil implementar mamparas como pisos.
Esta configuración permite también la segregación de los espacios de ingeniería (compuertas hacia el exterior, procesamiento de aire y agua, potencia, almacenaje, etc.), desde el espacio técnico (talleres, comunicaciones, laboratorios, computadoras, biblioteca, etc.), y desde espacios para vivir (dormitorios, enfermería, sala de ocio y de recreo, etc.). La compatibilidad psicológica para esta configuración de vivienda parece muy favorable, ya que el despliegue horizontal tipo "submarino" es estresante para tripulaciones que se queden activas a largo plazo.

El equipo pesado estará en el piso superior (almacén, herramientas, partes de repuesto, rovers, trajes espaciales, etc.). Laboratorios, comunicaciones, y etc., estarán en el piso del medio (el segundo piso). Por causa de un mejor escudo contra la radiación, los dormitorios, biblioteca, sala de descanso y recreación estarán en lo más profundo en el tercer piso.
El hábitat MLH real será instalado verticalmente, ya sea que la compuerta conduzca hacia el exterior, a la superficie lunar, o conectado a un túnel principal que estará conectado con otro hábitat.

Por lo tanto, un cilindro ofrece tanto una forma de lanzamiento óptima como también sirve para proteger bien la retención de presión en módulos rígidos. Los cilindros podrían ser posiblemente fabricados de losas de titanio, tal como Lockheed Martín construye los fuselajes de sus cohetes Titan y Atlas V. Como sabemos, el titanio es muy difícil de soldar, pero si las superficies con que se trabaje se soldan al vacio, pueda llegar a ser posible de hacerse en procesos al vacio en la Luna. Una vez que los tanques hábitat/combustible hayan llegado a la superficie lunar será necesario limpiarlos e integrar los sistemas de equipo internos para las operaciones. También se considera que el MLH utilice estructuras inflables que sean transportadas en estado encogido.
He designado al ingeniero arquitecto Alfonso Pérez AlvaradoB como Director Nacional (México) del Proyecto Hábitat Lunar Análogo de México (MLH). También tratará con todos estos mismos asuntos.
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